EP2745024A1 - Klauenkupplung - Google Patents

Klauenkupplung

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Publication number
EP2745024A1
EP2745024A1 EP12759631.0A EP12759631A EP2745024A1 EP 2745024 A1 EP2745024 A1 EP 2745024A1 EP 12759631 A EP12759631 A EP 12759631A EP 2745024 A1 EP2745024 A1 EP 2745024A1
Authority
EP
European Patent Office
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input
output
clutch
hub
torque
Prior art date
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Granted
Application number
EP12759631.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2745024B1 (de
Inventor
Elmar Lorenz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP2745024A1 publication Critical patent/EP2745024A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2745024B1 publication Critical patent/EP2745024B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
    • F16D1/101—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially without axial retaining means rotating with the coupling

Definitions

  • the invention relates to a claw-like connection or coupling, with the aid of which a first shaft can be coupled to a second shaft.
  • the plate is bolted to the crankshaft, aligned the crankshaft relative to the clutch and then bolted or riveted the plate with the dual mass flywheel.
  • the object of the invention is to show measures by means of which a detachable and virtually backlash-free coupling of a drive shaft of a motor vehicle with a transmission clutch is made possible.
  • Motor vehicle engine with a downstream in the drive train assembly, in particular torsional vibration damper, torque converter or transmission clutch, provided with an input shaft connectable to the input shaft for introducing a torque and connectable to the downstream unit output hub for discharging the torque, wherein the input hub at least one input element for transmitting the torque in the circumferential direction on at least one output element of the output
  • the coupling according to the invention is characterized by a locking body which is pressed or pressed between opposite flanks of the input and output elements to produce a play-free connection in the circumferential direction between the input hub and the output hub.
  • the locking body is arranged between these opposite flanks of the input and output elements and presses against them.
  • the blocking body exerts a force on these flanks, which keeps the input and output elements of the dog clutch in a play-free relationship to each other.
  • the coupling according to the invention enables a play-free releasable crankshaft connection, with which a drive shaft can be coupled with a structural unit following in the moment flow, for example an input flange of a transmission. This should make it possible to construct a gearbox with a damper unit located in the wet room.
  • the opposite flanks of the input and output elements form a gap or channel which tapers outwardly in the radial direction.
  • the locking body may wedge radially outwardly between the flanks to remove almost all play between the input and output members from the clutch.
  • the locking body is subjected to a centrifugal force urging it radially outwardly into the tapered gap or channel between the flanks so that the backlash-free connection solidifies with increasing speed.
  • the blocking body is biased outwardly anyway in the radial direction, for example by means of a spring, so that the locking body between the opposite edges of the input and output elements is pressed.
  • the opposite flanks of the input and output elements have flat surfaces, although curved surfaces are also conceivable. The opposite flanks are angled relative to each other at an acute angle to form the conically narrowing gap or channel, for example.
  • the locking body has a circumferentially facing concave contour for abutment against the opposite flanks of the input and output elements.
  • the concave contour of the locking body is substantially round, wherein the locking body has a spherical or cylindrical shape, such as a roller of a roller bearing.
  • the contact area between the blocking body and the flanks of the input and output elements is kept low, For example, almost point or line contact, which in turn significantly easing or loosening the wedged play-free connection of the input hub and the output hub.
  • the locking body is preferably made of a solid, durable and substantially low yielding material, such as steel.
  • the input hub has a plurality of input elements, which are preferably distributed at regular intervals around the circumference of the input hub and each of which transmits the torque in the circumferential direction to a respective output element.
  • a blocking body is provided between each adjacent pair of the input and output elements. In this way, the transmission of torque from the input hub to the output hub is distributed over a plurality of input and output elements about the circumference of the dog clutch.
  • the at least one output element of the output hub lies in a respective recess of the input hub, the edge of the input element partially delimiting the recess.
  • the output member extends at least partially radially outwardly into the recess.
  • the input and output hubs may have a completely inverted configuration such that the at least one input member lies in a respective recess of the output hub, the edge of the output member delimiting the recess in part and the input member at least partially projecting radially outwardly into the recess ,
  • the input and output elements have respective abutment surfaces which come in the circumferential direction by the action of the locking body in contact with each other for transmitting the torque.
  • the flank of the input element against which the blocking body presses preferably on the outlet side of the input element with respect to the direction of rotation, i. the direction of torque transmission. In this way, the torque is not transmitted directly via the locking body from the input element to the respective output element.
  • roller-like locking body By preferably roller-like locking body, it is possible the game of the input and output hubs - ie, the two claw halves of the clutch - to make almost free of play.
  • This not only has the advantage that the connection does not tend to "rattle", but also that the tolerances of the individual input and output hubs, respectively Claw half to each other are not critical, since the locking body bridges the manufacturing tolerances by a radially guided path. This makes it possible to accept a larger tolerance difference.
  • the gap in the tapered path of the locking body can be designed according to the possible spring forces.
  • the bias spring elements are actuated when joining the engine and transmission - that is, pressed - and released by rolling over the seated on the roller-like locking body flanks.
  • the prestressed spring forces then the roller-like locking body are pushed radially outwards and thus compensate for the different game between the two hubs or claws.
  • the percentage share in the push (or train) increases to one hundred percent.
  • the invention further relates to a coupling unit for transmitting torque from a drive shaft of an automotive engine to at least one transmission input shaft of a motor vehicle transmission with a transmission clutch, in particular dual clutch, and a dog clutch, which can be trained and further developed as described above, wherein the input hub of the dog clutch with the Drive shaft is connectable or integral with the drive shaft and the output hub of the dog clutch is connected to the transmission clutch or is made in one piece with an input flange of the transmission clutch.
  • the input flange of the transmission clutch may in particular be connected to a counter plate for pressing a clutch disc between the counter plate and a pressure plate or form the counter plate itself as a one-piece component.
  • the invention relates to a coupling unit for transmitting torque from a drive shaft of an automotive engine to at least one transmission input shaft of a motor vehicle transmission with a transmission clutch, in particular dual clutch, connected to the transmission clutch torsional vibration damper, in particular two-mass flywheel, and a jaw clutch, as described above and further developed can be, wherein the input hub of the dog clutch is connectable to the drive shaft or is integral with the drive shaft and the output hub of the dog clutch is connected to the torsional vibration damper or is made in one piece with an input flange of the torsional vibration damper.
  • the input flange can form the primary mass of a dual-mass flywheel, which is rotatably coupled via a bow spring with a secondary mass in a rotatable manner for damping torsional vibrations.
  • a simple and fast connection of the transmission clutch to the drive shaft can be achieved. This allows a simple coupling of the drive shaft of a motor vehicle with the transmission clutch.
  • Figure 1 a schematic axial cross-sectional view of a dog clutch
  • Figure 2 a schematic perspective sectional view of the locking body in the
  • the dog clutch 1 shown in Figure 1 has an input hub 10 for introducing a torque, which is connectable to the crankshaft of an automotive engine (not shown).
  • the input hub 10 includes a plurality of circumferentially spaced, axially projecting input members 12 for transmitting torque circumferentially.
  • the input elements 12 are formed in this example as four curved segments at the end of the input hub or a claw half 10, between which a respective recess 13 is provided.
  • the dog clutch 1 shown in Fig. 1 has an output hub 20 for discharging the torque over a corresponding number of output elements 22, which extend radially into the recesses 13 between the input members 12.
  • the output hub 20 forms a second claw half of the clutch 1, which may be arranged or formed, for example, on an input flange of a dual-mass flywheel.
  • a locking body 30 is in the form of a cylindrical roller between opposite flanks 14, 24 of the adjacent pairs of input and output elements 12, 22.
  • These flanks 14, 24 of the respective input and output elements 12 , 22 form a respective gap or channel 32, which tapers in the radial direction to the outside.
  • the substantially flat edge 14 of the input element 12 extends at a point angle to the substantially radially réelleckenden edge 24 of the output member 22, so that each locking body or roller 30 between these flanks 14, 24 under bias of a spring 34 in the radial direction wedged outwards and presses against the flanks 14, 24 and thus produces a play-free connection in the circumferential direction between the input and output hubs or jaw halves 10, 20.
  • the input and output members 12, 22 have respective abutment surfaces 16, 26 which come into contact with one another by the action of the locking body 30 to transmit the torque.
  • each locking body or each roller 30 is biased radially outwardly with a respective spring 34 which is mounted in a recess 36.
  • each locking body 30, together with the spring-based bias 34 is preferably on the output side, i.e., on the output side. preferably in the flange of the dual mass flywheel, arranged.
  • a (sheet) holder 37 is pressed for the rollers 30 on the side rockers 38 such that the radially outer ends 39 of the bracket 37 laterally detached from the rollers 30.
  • the rollers 30 are released so that they can move under bias of the spring 34 radially outwardly into the respective channels 32.
  • the relaxing spring 34 moves the cylindrical locking bodies 30, which can be formed, for example, as balls, in the tapered locking channels 32 in the radial direction outwards. This results in a substantially backlash-free locking, wherein the effect of the lock during operation by the force acting on the locking body 30 centrifugal force continues to increase.

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Abstract

Klauenkupplung (1) zur Verbindung einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors mit einer im Antriebsstrang nachgelagerten Baueinheit, insbesondere Drehschwingungsdämpfer, Drehmomentwandler oder Getriebekupplung, vorgesehen mit einer mit der Antriebswelle verbindbaren Eingangsnabe (10) zum Einleiten eines Drehmoments und einer mit der nachgelagerten Baueinheit verbindbaren Ausgangsnabe (20) zum Ausleiten des Drehmoments, wobei die Eingangsnabe mindestens ein Eingangselement (12) zur Übertragung des Drehmoments in Umfangsrichtung auf mindestens ein Ausgangselement (22) der Ausgangsnabe aufweist. Die Klauenkupplung ist gekennzeichnet durch einen Sperrkörper (30), der zwischen gegenüberliegenden Flanken (14,24) der Eingangs- und Ausgangselemente drückt beziehungsweise gedrückt wird, um eine spielfreie Verbindung in Umfangsrichtung zwischen der Eingangsnabe und der Ausgangsnabe herzustellen.

Description

Klauenkupplunq
Die Erfindung betrifft eine klauenartige Anbindung oder Kupplung, mit dessen Hilfe eine erste Welle mit einer zweiten Welle gekoppelt werden kann.
Es ist bekannt eine mit einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs verbundene
Kurbelwelle über eine flexible Platte oder eine starre Platte mit einem Zweimassenschwungrad (ZMS) zu koppeln, wobei das Zweimassenschwungrad mit einer Getriebekupplung zum Kuppeln der Kurbelwelle mit einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes verbunden ist. Hierzu wird die Platte mit der Kurbelwelle verschraubt, die Kurbelwelle relativ zur Kupplung ausgerichtet und danach die Platte mit dem Zweimassenschwungrad verschraubt oder vernietet.
Es besteht ein ständiges Bedürfnis den Montageaufwand zum Koppeln einer Antriebswelle mit einer Getriebekupplung zu reduzieren. Ferner ist es wünschenswert, eine lösbare Kurbelwel- lenanbindung zu schaffen, die nahezu spielfrei über das gesamte Schubmoment und Drehzahlband bleibt und somit nicht ab einem gewissen Schubmoment zum Rasseln neigt.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, Maßnahmen aufzuzeigen, mit deren Hilfe eine lösbare und nahezu spielfreie Koppelung einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs mit einer Getriebekupplung ermöglicht ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine klauenartige Anbindung oder Kupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist eine Klauenkupplung zur Verbindung einer Antriebswelle eines
Kraftfahrzeugmotors mit einer im Antriebsstrang nachgelagerten Baueinheit, insbesondere Drehschwingungsdämpfer, Drehmomentwandler oder Getriebekupplung, vorgesehen mit einer mit der Antriebswelle verbindbaren Eingangsnabe zum Einleiten eines Drehmoments und einer mit der nachgelagerten Baueinheit verbindbaren Ausgangsnabe zum Ausleiten des Drehmoments, wobei die Eingangsnabe mindestens ein Eingangselement zur Übertragung des Drehmoments in Umfangsrichtung auf mindestens ein Ausgangselement der Ausgangs-
|Bestätigungskopie| nabe aufweist. Die erfindungsgemäße Kupplung ist gekennzeichnet durch einen Sperrkörper, der zwischen gegenüberliegenden Flanken der Eingangs- und Ausgangselemente drückt beziehungsweise gedrückt wird, um eine spielfreie Verbindung in Umfangsrichtung zwischen der Eingangsnabe und der Ausgangsnabe zu erzeugen. Der Sperrkörper ist angeordnet zwischen diesen gegenüberliegenden Flanken der Eingangs- und Ausgangselemente und drückt gegen sie. Dabei übt der Sperrkörper eine Kraft auf diese Flanken aus, welche die Eingangs- und Ausgangselemente der Klauenkupplung in einem spielfreien Verhältnis zueinander hält.
Die erfindungsgemäße Kupplung ermöglicht eine spielfreie lösbare Kurbelwellenanbindung, mit der eine Antriebswelle mit einer im Momentenfluss nachfolgenden Baueinheit, beispielsweise einem Eingangsflansch eines Getriebes, gekoppelt werden kann. Diese soll es ermöglichen, ein Getriebe mit einer sich im Nassraum befindlichen Dämpfereinheit zu konstruieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bilden die gegenüberliegenden Flanken der Eingangs- und Ausgangselemente einen Spalt oder Kanal, der sich in radialer Richtung nach außen hin verjüngt. Somit kann sich der Sperrkörper in radialer Richtung nach außen hin zwischen den Flanken verkeilen, um nahezu sämtliches Spiel zwischen den Eingangs- und Ausgangselementen aus der Kupplung zu nehmen. Während sich die Kupplung im Einsatz dreht, wird der Sperrkörper einer Fliehkraft ausgesetzt, die ihn in radialer Richtung nach außen in den sich verjüngenden Spalt oder Kanal zwischen den Flanken hineindrückt, so dass sich die spielfreie Verbindung mit zunehmender Drehzahl verfestigt. Vorzugsweise ist der Sperrkörper ohnehin in radialer Richtung nach außen hin vorgespannt, beispielsweise mittels einer Feder, so dass der Sperrkörper zwischen den gegenüberliegenden Flanken der Eingangs- und Ausgangselemente gedrückt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform haben die gegenüberliegenden Flanken der Eingangs- und Ausgangselemente ebene Flächen, obwohl gewölbte Flächen ebenfalls vorstellbar sind. Die gegenüberliegenden Flanken sind relativ zueinander spitzwinkelig angewinkelt, um den beispielsweise konisch sich verengenden Spalt oder Kanal zu bilden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der Sperrkörper eine in Umfangsrichtung weisende konkave Kontur zum Anliegen an den gegenüberliegenden Flanken der Eingangs- und Ausgangselemente. Vorzugsweise ist die konkave Kontur des Sperrkörpers im Wesentlichen rund, wobei der Sperrkörper eine kugelförmige oder zylinderförmige Gestalt aufweist, z.B. wie eine Rolle aus einem Rollenlager. Somit wird der Kontaktbereich zwischen dem Sperrkörper und den Flanken der Eingangs- und Ausgangselemente gering gehalten, beispielsweise nahezu Punkt- oder Linienkontakt, was wiederum eine Lockerung beziehungsweise ein Lösen der verkeilten spielfreien Verbindung der Eingangsnabe und der Ausgangsnabe erheblich erleichtert. Der Sperrkörper besteht vorzugsweise aus einem festen, beständigen und im Wesentlichen gering nachgiebigen Material, wie z.B. Stahl.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Eingangsnabe eine Mehrzahl von Eingangselementen auf, die vorzugsweise in regelmäßigen Abständen um den Umfang der Eingangsnabe verteilt sind und von denen jedes das Drehmoment in Umfangsrichtung auf ein jeweiliges Ausgangselement überträgt. Vorzugsweise ist ein Sperrkörper zwischen jedem benachbarten Paar der Eingangs- und Ausgangselemente vorgesehen. Auf dieser Weise wird die Übertragung des Drehmoments von der Eingangsnabe auf die Ausgangsnabe über mehrere Eingangs- und Ausgangselemente um den Umfang der Klauenkupplung verteilt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt das mindestens eine Ausgangselement der Ausgangsnabe in einer jeweiligen Ausnehmung der Eingangsnabe, wobei die Flanke des Eingangselements die Ausnehmung zum Teil abgrenzt. Vorzugsweise erstreckt sich das Ausgangselement zumindest teilweise radial nach außen in die Ausnehmung hinein. Alternativ können die Eingangs- und Ausgangsnaben eine völlig umgekehrte Konfiguration haben, so dass das mindestens eine Eingangselement in einer jeweiligen Ausnehmung der Ausgangsnabe liegt, wobei die Flanke des Ausgangselements die Ausnehmung zum Teil abgrenzt und sich das Eingangselement zumindest teilweise radial nach außen in die Ausnehmung hineinragt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Eingangs- und Ausgangselemente jeweilige Anschlagsflächen auf, die in Umfangsrichtung durch das Einwirken des Sperrkörpers in Kontakt miteinander zur Übertragung des Drehmoments kommen. Dabei ist die Flanke des Eingangselements, gegen welche der Sperrkörper drückt, vorzugsweise auf der Auslaufseite des Eingangselements bezüglich der Drehrichtung, d.h. der Richtung der Drehmomentübertragung. Auf dieser Weise wird das Drehmoment nicht unmittelbar über den Sperrkörper vom Eingangselement auf das jeweilige Ausgangselement übertragen.
Durch die vorzugsweise rollenartigen Sperrkörper ist es möglich das Spiel der Eingangs- und Ausgangsnaben - also, der beiden Klauenhälften der Kupplung - annähernd spielfrei zu gestalten. Dies hat nicht nur den Vorteil, dass die Verbindung nicht zum„rasseln" neigt, sondern auch, dass die Toleranzen der einzelnen Eingangs- und Ausgangsnaben beziehungsweise Klauenhälfte zueinander unkritisch sind, da der Sperrkörper durch eine radial geführte Bahn die Fertigungstoleranzen überbrückt. Hierdurch ist es möglich auch einen größeren Toleranzunterschied zu akzeptieren. Die im Spalt, sich verjüngende Bahn des Sperrkörpers kann entsprechend der möglichen Federkräfte ausgelegt werden.
Die Verriegelung der Eingangs- und Ausgangsnaben beziehungsweise der Klauenhälfte erfolgt bei der Montage. Hier werden beim Fügen von Motor und Getriebe die Vorspannungsfederelemente betätigt - also, gedrückt - und durch ein Abrollen über die am rollenartigen Sperrkörper aufsitzenden Flanken freigegeben. Durch die vorgespannten Federkräfte werden dann die rollenartigen Sperrkörper radial nach außen geschoben und gleichen somit das unterschiedliche Spiel zwischen den beiden Naben beziehungsweise Klauen aus. Dadurch erhöht sich der prozentual tragende Anteil im Schub (oder Zug) auf hundert Prozent.
Die Erfindung betrifft ferner ein Kupplungsaggregat zur Übertragung eines Drehmoments von einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors zu mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes mit einer Getriebekupplung, insbesondere Doppelkupplung, und einer Klauenkupplung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet werden kann, wobei die Eingangsnabe der Klauenkupplung mit der Antriebswelle verbindbar ist oder einstückig mit der Antriebswelle ausgeführt ist und die Ausgangsnabe der Klauenkupplung mit der Getriebekupplung verbunden ist oder einstückig mit einem Eingangsflansch der Getriebekupplung ausgeführt ist. Der Eingangsflansch der Getriebekupplung kann insbesondere mit einer Gegenplatte zum Verpressen einer Kupplungsscheibe zwischen der Gegenplatte und einer Anpressplatte verbunden sein oder die Gegenplatte selber als einstückiges Bauteil ausbilden. Bei einer geringen Bauteileanzahl kann eine einfache und schnelle Verbindung der Getriebekupplung mit der Antriebswelle erreicht werden. Dadurch ist eine einfache Koppelung der Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs mit der Getriebekupplung ermöglicht.
Desweiteren betrifft die Erfindung ein Kupplungsaggregat zur Übertragung eines Drehmoments von einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors zu mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes mit einer Getriebekupplung, insbesondere Doppelkupplung, einem mit der Getriebekupplung verbundenen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere Zweimassenschwungrad, und einer Klauenkupplung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet werden kann, wobei die Eingangsnabe der Klauenkupplung mit der Antriebswelle verbindbar ist oder einstückig mit der Antriebswelle ausgeführt ist und die Ausgangsnabe der Klauenkupplung mit dem Drehschwingungsdämpfer verbunden ist oder einstückig mit einem Eingangsflansch des Drehschwingungsdämpfers ausgeführt ist. Der Eingangsflansch kann insbesondere die Primärmasse eines Zweimassenschwungrads ausbilden, die über eine Bogenfeder mit einer Sekundärmasse begrenzt verdrehbar zur Dämpfung von Drehschwingungen gekoppelt ist. Bei einer geringen Bauteileanzahl kann eine einfache und schnelle Verbindung der Getriebekupplung mit der Antriebswelle erreicht werden. Dadurch ist eine einfache Koppelung der Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs mit der Getriebekupplung ermöglicht.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
Figur 1 : eine schematische axiale Querschnittdarstellung einer Klauenkupplung und
Figur 2: eine schematische perspektivische Schnittansicht des Sperrkörpers in der
Klauenkupplung der Fig. 1.
Die in Figur 1 dargestellte Klauenkupplung 1 weist eine Eingangsnabe 10 zum Einleiten eines Drehmoments auf, welche mit der Kurbelwelle eines Kraftfahrzeugmotors (nicht gezeigt) verbindbar ist. Die Eingangsnabe 10 umfasst mehrere, um ihren Umfang verteilte, axial hervorstehende Eingangselementen 12 zur Übertragung des Drehmoments in Umfangsrichtung. Die Eingangselemente 12 sind in diesem Beispiel als vier gekrümmter Segmente am Ende der Eingangsnabe beziehungsweise der einen Klauenhälfte 10 ausgebildet, zwischen denen eine jeweilige Ausnehmung 13 vorgesehen ist. Ferner weist die in Fig. 1 dargestellte Klauenkupplung 1 eine Ausgangsnabe 20 zum Ausleiten des Drehmoments über eine entsprechende Anzahl von Ausgangselementen 22, die sich radial in die Ausnehmungen 13 zwischen den Eingangselementen 12 erstrecken. Somit bildet die Ausgangsnabe 20 eine zweite Klauenhälfte der Kupplung 1 , welche beispielsweise an einem Eingangsflansch eines Zweimassenschwungrads angeordnet beziehungsweise ausgebildet sein kann.
Ferner mit Bezug auf die in Figur 1 dargestellte Klauenkupplung 1 liegt ein Sperrkörper 30 in Gestalt einer zylinderförmigen Rolle zwischen gegenüberliegenden Flanken 14, 24 der benachbarten Paare der Eingangs- und Ausgangselemente 12, 22. Diese Flanken 14, 24 der jeweiligen Eingangs- und Ausgangselementen 12, 22 bilden einen jeweiligen Spalt oder Kanal 32, der sich in radialer Richtung nach außen hin verjüngt. In diesem Zusammenhang verläuft die im Wesentliche ebene Flanke 14 des Eingangselements 12 in einem Spitzenwinkel zur sich im Wesentlichen radial ersteckenden Flanke 24 des Ausgangselements 22, so dass sich jede Sperrkörper beziehungsweise Rolle 30 zwischen diesen Flanken 14, 24 unter Vorspannung einer Feder 34 in radialer Richtung nach außen hin verkeilt und gegen die Flanken 14, 24 drückt und damit eine spielfreie Verbindung in Umfangsrichtung zwischen den Eingangsund Ausgangsnaben beziehungsweise Klauenhälften 10, 20 erzeugt.
Mit weiterem Bezug auf Figur 1 weisen die Eingangs- und Ausgangselemente 12, 22 jeweilige Anschlagsflächen 16, 26 auf, die durch das Einwirken des Sperrkörpers 30 in Kontakt miteinander zur Übertragung des Drehmoments kommen. In diesem Ausführungsbeispiel liegt die Flanke 14 jedes Eingangselements 12, gegen die der Sperrkörper 30 drückt, auf der Auslaufseite des Eingangselements 12 bezüglich der Drehrichtung, so dass der kleine Kontaktbereich - also, nahezu Linienkontaktbereich - jeder zylindrischen Rolle 30 mit den Flanken 14, 24 nicht der unmittelbaren Übertragung des Drehmoments vom Eingangselement zum jeweiligen Ausgangselement dient.
Mit Bezug nun auch auf die Figur 2 ist jeder Sperrkörper beziehungsweise jede Rolle 30 mit einer jeweiligen Feder 34, die in einer Aussparung 36 gelagert ist, radial nach außen vorgespannt. Bei der Montage ist jeder Sperrkörper 30 zusammen mit der federbasierten Vorspannung 34 vorzugsweise auf der Ausgangsseite, d.h. vorzugsweise im Flansch des Zweimassenschwungrads, angeordnet. Beim Zusammenfügen der beiden Klauenhälften 10, 20 wird eine (Blech-) Halterung 37 für die Rollen 30 an den seitlichen Wippen 38 derart zusammengedrückt, dass sich die radial äußeren Enden 39 der Halterung 37 seitlich von den Rollen 30 lösen. Somit werden die Rollen 30 freigegeben, so dass sie sich unter Vorspannung der Feder 34 radial nach außen in die jeweiligen Kanäle 32 bewegen können. D.h. nach dem Zusammenbau der Kupplungl bewegen die sich entspannenden Feder 34 die zylinderförmigen Sperrkörper 30, die beispielsweise auch als Kugeln ausgebildet werden können, in den sich verjüngenden Verriegelungskanälen 32 in radialer Richtung nach außen. Hierdurch erfolgt eine im Wesentlichen spielfreie Verriegelung, wobei die Wirkung der Verriegelung im Betrieb durch die auf die Sperrkörper 30 wirkende Fliehkraft weiter ansteigt.
Durch die zylinderförmigen Rollen 30 ist es daher möglich das Spiel der beiden Klauenhälften 10, 20 annähernd spielfrei zu gestalten. Dies hat den Vorteil dass die Verbindung nicht zum „rasseln" neigt und dass die Toleranzen der einzelnen Klauenhälften zueinander unkritisch sind, da die Sperrkörper beziehungsweise Rollen 30 durch die konischen Flanke 14, 24 die Fertigungstoleranzen überbrücken. Dadurch ist es möglich einen größeren Toleranzunterschied zu akzeptieren und die„konischen" Flanken 14, 24 können entsprechend der möglichen Federkräfte ausgelegt werden. Die„Verriegelung" erfolgt bei der Montage. Hier werden beim Fügen von Motor und Getriebe die Federelemente 34 betätigt - gedrückt - und durch ein Abrollen über die an der Rolle aufsitzende Flanken 14, 24 freigegeben. Durch die Federkräfte werden dann die Zylinderrollen nach außen geschoben und gleichen somit das unterschiedliche Spiel zwischen den beiden Klauen aus.
Mit Hilfe der oben aufgezeigten Konstruktion ist es durch die Anordnung der Rolle 30 und Federn 34 eine Kurbelwellenanbindung mit folgenden Vorteilen zu erhalten: (i) eine spielfreie Verbindung über das gesamte Drehzahlband mit hundert prozentiger Tragfähigkeit - also, prozentual tragende Anteil im Schub (oder Zug), (ii) ein Ausgleich von Fertigungstoleranzen und (iii) eine lösbare Verbindung. Insbesondere ist es durch diese Art der Anbindung möglich, ein Getriebe mit einer sich im Nassraum befindlichen Dämpfereinheit zu konstruieren und im Wesentlichen spielfrei lösbar an die Kurbelwelle anzubinden. Diese Klauenkupplung 1 kann bei allen Getrieben (Automatik, NDK, CVT) mit nasser Dämpfereinheit eingesetzt werden.
Bezuqszeichenliste Klauenkupplung
Eingangsnabe
Eingangselemente
Ausnehmungen in der Eingangsnabe
Flanken der Eingangselemente
Anschlagfläche der Eingangselemente
Ausgangsnabe
Ausgangselemente
Flanken der Ausgangselemente
Anschlagsfläche der Ausgangselemente
Sperrkörper
Verriegelungsspalt beziehungsweise -kanal Feder
Aussparungen
Halterung
Wippe
Enden der Halterung

Claims

Patentansprüche
1. Klauenkupplung (1 ) zur Verbindung einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors mit einer im Antriebsstrang nachgelagerten Baueinheit, mit
einer mit der Antriebswelle verbindbaren Eingangsnabe (10) zum Einleiten eines Drehmoments,
einer mit der nachgelagerten Baueinheit verbindbaren Ausgangsnabe (20) zum Ausleiten des Drehmoments,
wobei die Eingangsnabe (10) mindestens ein Eingangselement (12) zur Übertragung des Drehmoments in Umfangsrichtung auf mindestens ein Ausgangselement (22) der Ausgangsnabe (20) aufweist, und
wobei ein Sperrkörper (30) zwischen gegenüberliegenden Flanken (14, 24) der Eingangs- und Ausgangselemente (12, 22) drückt, um eine spielfreie Verbindung in Umfangsrichtung zwischen der Eingangsnabe (10) und der Ausgangsnabe (20) zu erzeugen.
2. Klauenkupplung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die gegenüberliegenden Flanken (14, 24) der Eingangs- und Ausgangselemente (12, 22) einen Spalt oder Kanal (32) bilden, der sich in radialer Richtung nach außen hin verjüngt.
3. Klauenkupplung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrkörper (30) in radialer Richtung nach außen vorgespannt ist, vorzugsweise mittels einer Feder (34), so dass der Sperrkörper (30) gegen die gegenüberliegenden Flanken (14, 24) der Eingangs- und Ausgangselemente (12, 22) drückt.
4. Klauenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsnabe (10) eine Mehrzahl von Eingangselementen (12) um ihren Umfang aufweist, von denen jedes das Drehmoment in Umfangsrichtung auf ein jeweiliges Ausgangselement (22) überträgt, wobei ein Sperrkörper (30) zwischen jedem benachbarten Paar der Eingangs- und Ausgangselemente (12, 22) vorgesehen ist.
5. Klauenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrkörper (30) eine in Umfangsrichtung weisende konkave, vorzugsweise runde oder zylindrische, Kontur zum Anliegen an den gegenüberliegenden Flanken (14, 24) der Eingangs- und Ausgangselemente (12, 22) aufweist.
6. Klauenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangs- und Ausgangselemente (12, 22) jeweilige Anschlagsflächen (16, 26) aufweisen, die in Drehrichtung durch das Einwirken des Sperrkörpers (30) in Kontakt miteinander zur Übertragung des Drehmoments kommen, wobei die Flanke (14) des Eingangselements (12), gegen welche der Sperrkörper (30) drückt, auf der Auslaufseite des Eingangselements (12) bezüglich der Drehrichtung liegt.
7. Klauenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Ausgangselement (22) der Ausgangsnabe (20) in einer jeweiligen Ausnehmung (13) der Eingangsnabe (10) liegt, wobei die Flanke (14) des Eingangselements (12) die Ausnehmung (13) zum Teil abgrenzt.
8. Klauenkupplung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Ausgangselement (22) zumindest teilweise radial nach außen in die jeweilige Ausnehmung (13) hineinragt.
9. Kupplungsaggregat zur Übertragung eines Drehmoments von einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors zu mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes mit einer Getriebekupplung, insbesondere Doppelkupplung, und einer Klauenkupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Eingangsnabe (10) der Klauenkupplung (1 ) mit der Antriebswelle verbindbar ist oder einstückig mit der Antriebswelle ausgeführt ist und die Ausgangsnabe (20) der Klauenkupplung (1 ) mit der Getriebekupplung verbunden ist oder einstückig mit einem Eingangsflansch der Getriebekupplung ausgeführt ist.
10. Kupplungsaggregat zur Übertragung eines Drehmoments von einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors zu mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes mit einer Getriebekupplung, insbesondere Doppelkupplung, einem mit der Getriebekupplung verbundenen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere Zweimassenschwungrad, und einer Klauenkupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Eingangsnabe (10) der Klauenkupplung (1 ) mit der Antriebswelle verbindbar ist oder einstückig mit der Antriebswelle ausgeführt ist und die Ausgangsnabe (20) der Klauenkupplung (1 ) mit dem Drehschwingungsdämpfer verbunden ist oder einstückig mit einem Eingangsflansch des Drehschwingungsdämpfers ausgeführt ist.
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